Современные CAD, системы и их классификация

Современные MCAD системы по набору предлагаемой функциональности и стоимости лицензий традиционно разделяются на три уровня. Верхний уровень образуют пакеты CATIA (производства DassaultSysteêmes), NX (Siemens PLM Software), Pro/ENGINEER (PTC).

Средний уровень САПР для машиностроения – это такие популярные системы, как SolidWorks (DassaultSystemes), SolidEdge (Siemens PLM Software), AutodeskInventor. Менее известны такие системы как CoCreate (PTC), Keycreator (Kubotek), SpaceClaim. Российские разработки, такие как T'FLEX (Топсистемы), ADEM (ADEM Technologies), КОМПАС (АСКОН) вполне в состоянии конкурировать по своей функциональности с популярными системами среднего уровня.

Нижний уровень САПР представляют системы AutoCAD (Autodesk), bCAD (разработка новосибирской компании ПроПро) и др. Как правило, это системы двумерного черчения (как AutoCAD) либо трехмерного моделирования с очень ограниченной функциональностью, ориентированной скорее на графическую визуализацию, чем на реальное проектирование (как bCAD)

 

1.3. Назовите и опишите виды геометрического моделирования.

Виды геометрического моделирования

 

Хронологически различают следующие подходы к геометрическому моделированию:

- каркасное моделирование;

- поверхностное моделирование;

- твердотельное моделирование;

- немногообразное моделирование. Каркасное моделирование представляет собой прямой перенос векторного подхода к двумерной геометрии на трехмерный случай. При таком моделировании геометрическая модель строится из ограниченного набора графических примитивов – отрезки, дуги, конические кривые. Однако каркасная модель содержит лишь скелет (каркас) изделия, по которому в общем случае невозможно восстановить само изделие, так как могут существовать несколько топологически неэквивалентных трехмерных тел с одинаковым каркасом, как это видно на приведенном рис. 2. Поверхностное моделирование является развитием каркасного – с его помощью можно точно описывать поверхности геометрического тела, формирующие его оболочку. Поверхностное моделирование играет важную роль при проектировании изделий из листового метал' ла (sheet metal parts), таких как капоты и крылья автомобилей, где форма поверхности важна как для дизайна, так и для аэродинамики изделия. Более подробно средства поверхностного моделирования (различные виды задания кривых и поверхностей) рассматриваются в материале следующих лекций

 

Твердотельное (объемное) моделирование – логическое развитие каркасного и поверхностного. Основной объект моделирования – трехмерное объемное тело, которое может описываться разными способами: декомпозиционным, конструктивным или граничным. Мы разберем их подробнее ниже. Главным преимуществом твердотельного моделирования перед каркасным и поверхностным является свойство физической корректности – все твердотельные модели име' ют аналоги в реальном мире (чего не скажешь о каркасных и поверхностных моделях). Немногообразное (nonmanifold) моделирование снимает ограничения, присущие классическому твердотельному моделированию – с его помощью можно описывать геометрические модели, которые локально могут быть не только многообразиями размерности три (объемными телами), но и размерности два (поверхностями), один (кривыми), нуль (точками), а также участками сопряжения многообразий разной размерности

1.4 .Каковы основные функции твердотельного (объемного) моделирования?

 

Функции твердотельного моделирования подразделяются на следующие группы: - функции создания примитивов, - перенос и поворот тела, - булевы операции, - функции заметания и скиннинга, - конструктивные элементы, - расчет объемных параметров тела (объема, массы, моментов инерции). Все эти базовые функции, как правило, напрямую доступны пользователям программ, построенных на основе твердотельного моделирования. Типичные твердотельные примитивы – брус (прямоугольный параллелепипед), цилиндр, конус, шар, клин, тор. При создании примитива пользователь должен определить его размеры и положение в пространстве. Булевы операции включают в себя операции объединения, пересечения и разности двух тел.